2.1.Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif Perbedaan dasar antara bakteri gram positif dan negatif adalah pada komponen dinding selnya. Kompleks zat iodin terperangkap antara dinding sel dan membran sitoplasma organisme gram positif, sedangkan penyingkiran zat lipida dari dinding sel organisme gram negatif dengan pencucian alkohol memungkinkan hilang dari sel. Bakteri gram positif memiliki membran tunggal yang dilapisi peptidoglikan yang tebal (25-50nm) sedangkan bakteri negatif lapisan peptidoglikogennya tipis (1-3 nm). Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode pewarnaan Gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak. Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka. Sifat bakteri terhadap pewarnaan Gram merupakan sifat penting untuk membantu determinasi suatu bakteri. Beberapa perbedaan sifat yang dapat dijumpai antara bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif yaitu: a. Ciri-ciri bakteri gram negatif yaitu: Struktur dinding selnya tipis, sekitar 10 15 mm, berlapis tiga atau multilayer. Dinding selnya mengandung lemak lebih banyak (11-22%), peptidoglikan terdapat didalam Lapisan kaku, sebelah dalam dengan jumlah sedikit ± 10% dari berat kering, tidak mengandung asam tekoat. Kurang rentan terhadap senyawa penisilin. Pertumbuhannya tidak begitu dihambat oleh zat warna dasar misalnya kristal violet. Komposisi nutrisi yang dibutuhkan relatif sederhana. Tidak resisten terhadap gangguan fisik. Resistensi terhadap alkali (1% KOH) lebih pekat. Peka terhadap streptomisin.
Toksin yang dibentuk Endotoksin b. Ciri-ciri bakteri gram positif yaitu: Struktur dinding selnya tebal, sekitar 15-80 nm, berlapis tunggal atau monolayer. Dinding selnya mengandung lipid yang lebih normal (1-4%), peptidoglikan ada yang sebagai lapisan tunggal. Komponen utama merupakan lebih dari 50% berat ringan. Mengandung asam tekoat. Bersifat lebih rentan terhadap penisilin. Pertumbuhan dihambat secara nyata oleh zat-zat warna seperti ungu kristal. Komposisi nutrisi yang dibutuhkan lebih rumit. Lebih resisten terhadap gangguan fisik. Resistensi terhadap alkali (1% KOH) larut. Tidak peka terhadap streptomisin. Toksin yang dibentuk Eksotoksin Endotoksin 2.2. Pewarnaan Gram Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah suatu metode untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya,ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853 1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae. Dengan metode pewarnaan Gram, bakteri dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu bakteri Gram positif dan Gram negatif berdasarkan reaksi atau sifat bakteri terhadap cat tersebut. Reaksi atau sifat bakteri tersebut ditentukan oleh komposisi dinding selnya. Oleh karena itu, pengecatan Gram tidak bisa dilakukan pada mikroorganisme yang tidak mempunyai dinding sel seperti Mycoplasma sp Contoh bakteri yang tergolong bakteri tahan asam, yaitu dari genus Mycobacterium dan beberapa spesies tertentu dari genus Nocardia. Bakteribakteri dari kedua genus ini diketahui memiliki sejumlah besar zat lipodial (berlemak) di dalam dinding selnya sehingga menyebabkan dinding sel tersebut
relatif tidak permeabel terhadap zat-zat warna yang umum sehingga sel bakteri tersebut tidak terwarnai oleh metode pewarnaan biasa, seperti pewarnaan sederhana atau Gram. Dalam pewarnaan gram diperlukan empat reagen yaitu : 1. Zat warna utama (violet kristal) 2. Mordan (larutan Iodin) yaitu senyawa yang digunakan untuk mengintensifkan warna utama. 3. Pencuci / peluntur zat warna (alcohol / aseton) yaitu solven organik yang digunakan uantuk melunturkan zat warna utama. 4. Zat warna kedua / cat penutup (safranin) digunakan untuk mewarnai kembali sel-sel yang telah kehilangan cat utama setelah perlakuan dengan alkohol. Pengecatan gram dilakukan dalam 4 tahap yaitu : 1. Pemberian cat warna utama (cairan kristal violet) berwarna ungu. 2. Pengintesifan cat utama dengan penambahan larutan mordan JKJ. 3. Pencucian (dekolarisasi) dengan larutan alkohol asam. 4. Pemberian cat lawan yaitu cat warna safranin. 2.3.Struktur Sel Bakteri 2.2.1. Inti Sel (Nukleus) Area nucleus atau nucleolus sel bakteri mengandung DNA untai ganda berbentuk melingkar yang disebut dengan kromosom bakteri. Kromosom bakteri tidak dikelilingi oleh membrane inti sel dan tidak mengandung protein histon.selain kromosom, bakteri juga mengandung plasmid, yaitu elemen materi genetic ekstrakromosomal yang tidak berhubungan dengan kromosom bakteri. 2.2.2. Sitoplasma Sitoplasma merupakan substansi yang berada di dalam membrane plasma dan mengandung 80% air. Struktur utama sitoplasma prokariot terdiri atas area nucleus yang mengandung DNA, ribosom, berbagai inklusi dan granul. Bakteri menyimpan cadangan makanannya dalam bentuk granula sitoplasma.
2.2.3. Membran Sitoplasma Membrane sitoplasma merupakan lapisan tipis yang berada tepat di dalam dinding sel yang melapisi sitoplasma sel. Fungsi penting membrane sitoplasma adalah sawar selektif untuk keluar masuknya senyawa kimia dari luar dan dari dalam sel. 2.2.4. Dinding Sel Tekanan osmotik di dalam bakteri berkisar antara 5-20 atmosfir, karena adanya transport aktif yang menyebabkan, tingginya konsentrasi larutan di dalam sel. Dengan adanya dinding sel yang relatif sangat kuat, meskipun tekanan osmotiknya tinggi, sel tidak pecah. dinding sel ini terdiri dari lapisan peptidoglikan, yang disebut juga mukopeptida. Fungsi lain dari dinding sel selain menjaga tekanan osmotik adalah: 1. Dinding sel memegang peranan penting dalam proses pembelahan sel. 2. Dinding sel melaksanakan sendiri biosintesa untuk membentuk dinding sel. 3. Berbagai lapisan tertentu pada dinding sel merupakan determinan dari antigen permukaan bakteri. 4. Pada Bakteri Gram negatif, salah satu lapisan dinding sel mempunyai aktivitas endotoksin yang tidak spesifik, yaitu lipopolisakarida (LPS). LPS ini pada beberapa binatang bersifat toksik. 2.2.5. Kapsul Banyak spesies bakteri mensintesa polimer ekstrasel (pada umumnya polisarida) yang berkondensasi dan membentuk lapisan di sekeliling sel dan disebut kapsul. Pada medium agar, koloni bakteri berkapsul tampak koloni berlendir. Umumnya bakteri berkapsul lebih tahan terhadap efek fagositosis dari daya pertahanan badan. 2.2.6. Flagel
Flagel adalah filamen panjang yang berbentuk heliks terdapat di permukaan sel, yang menyebabkan bakteri dapat bergerak pada lingkungan sekitarnya. Kemampuan bakteri untuk bergerak sendiri disebut motilitas. Hampir semua bakteri berbentuk spiral dan sebagian besar basil bersifat motil. Sebaliknya, kokus adalah tidak motil. Berdasarkan tempat dan jumlah flagel yang dimiliki, bakteri dibagi menjadi lima golongan, yaitu: 1. Atrik, tidak mempunyai flagel. 2. Monotrik, mempunyai satu flagel pada salah satu ujungnya. 3. Lofotrik, mempunyai sejumlah flagel pada salah satu ujungnya. 4. Amfitrik, mempunyai satu flagel pada kedua ujungnya. 5. Peritrik, mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya. 2.2.7. Fili (Fimbrae) Pili lebih kaku dibandingkan dengan flagella dan berfungsi sebagai pengikat, baik terhadap bakteri lain ( sex pili ) atau terhadap sel pejamu ( pili biasa ). 2.2.8. Endospora Beberapa genus kuman dapat membentuk spora. Yang paling sering membentuk spora adalah kuman batang positif Gram dari genus Bacillus dan Clostridium. Kuman-kuman ini mengadakan diferensiasi membentuk spora bila keadaan lingkungannya menjadi buruk, misalnya bila medium disekitarnya kekurangan nutrisi. Masing-masing sel akan membentuk spora, sedangkan sel induknya akan mengalami oto-lisis. Spora adalah kuman dalam bentuk istirahat.